一种低熔点聚酯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种低熔点聚酯纤维及其制备方法，低熔点聚酯纤维为皮芯结构，皮层为低熔点聚酯，芯层为PET；所述低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙二醇链段、二甘醇链段和分子量调节剂封端基团组成；分子量调节剂封端基团对应的分子量调节剂具体为苯甲酸、对甲基苯甲酸或对乙基苯甲酸，或者为它们所对应的甲酯或乙酯，或者为饱和脂肪酸或其所对应的甲酯或乙酯；所述低熔点聚酯纤维中乙醛的含量＜0.5ppm。制备方法包括低熔点聚酯聚合和皮芯复合纺丝步骤，后纺采用牵伸‑水洗工艺，牵伸采用加入亚硫酸钠的油浴牵伸，经卷曲、切断和干燥获得低熔点聚酯纤维。本发明专利技术制得的低熔点聚酯纤维熔点低，乙醛含量低。

Low melting point polyester fiber and preparation method thereof

The present invention relates to a low melting point polyester fiber and its preparation method, low melting point polyester fiber skin core structure, the cortex is of low melting point polyester, the core layer is PET; the low melting point polyester from terephthalic acid segment, benzene two formic acid and ethylene glycol chain segments, two glycol chain segment and sub divided the amount of modifier blocking groups; molecular weight modifier molecular terminal groups corresponding to the specific weight regulator of benzoic acid, benzoic acid methyl or ethyl benzoate, or corresponding to their methyl or ethyl or methyl or ethyl ester of unsaturated fatty acids or their corresponding 0.5ppm; the acetaldehyde content is less than low melting point polyester fiber in. The preparation method comprises low melting point polyester polymerization and skin core composite spinning process, spinning the draft washing process, the draft draft oil bath with sodium sulfite, crimping, cutting and drying of low melting point polyester fiber. The low melting point polyester fiber prepared by the invention has low melting point and low acetaldehyde content.

【技术实现步骤摘要】
一种低熔点聚酯纤维及其制备方法
本专利技术属于低熔点聚酯纤维领域，涉及一种低熔点聚酯纤维及其制备方法，特别是涉及一种低乙醛含量的低熔点聚酯纤维及其制备方法。
技术介绍
当前，非织造布行业发展迅速，尤其是聚酯非织造布行业需要一种熔点比普通聚酯低、但与普通聚酯有着良好相容性的聚合物作为热粘合纤维，通常我们通过对普通聚酯的改性来制备低熔点聚酯。低熔点共聚酯是对普通聚酯进行化学改性而得到的一种熔点较低的聚酯，由于其结构与普通聚酯的化学结构相似，因此其保留了普通聚酯的部分特性，与普通聚酯具有良好的相容性。这种改性共聚酯不仅熔点低、流动性较好，并且价格适中，因此用途极为广泛。低熔点共聚酯可制成皮芯复合纤维，应用于服装、医疗卫生等领域，还可用于与羊毛混纺改善精纺毛织物的洗可穿性能；特别是低熔点共聚酯纺制的热黏合纤维应用于非织造布行业中，可使涤纶絮片更为柔软、蓬松。低熔点共聚酯也可以开发成聚酯热熔胶产品，具有耐水洗、干洗、砂洗的优良性能和易渗胶、剥离强度高的特点，是一种高档黏合原料。此外，低熔点共聚酯也可用作色母粒、热熔胶，还可以直接应用于建材、涂料等行业。低熔点聚酯的市场需求量很大，相比于国外，国内低熔点纤维的发展起步较晚,且品种比较单一，在原料、技术和设备上与国际领先产品还有一定差距,目前国内的大部分产品还停留在开发阶段,在实现产业化的道路上还面临着诸多困难。一方面现存的低熔点聚酯的起熔点较高，另一方面它熔融速度慢，极大的影响了低熔点聚酯的使用。在低熔点聚酯的酯化和缩聚反应过程中会发生一系列的副反应，产生许多副产物，其中影响较大的为乙醛，乙醛可引起身体不适症状。低熔点聚酯的应用产生不利的影响，特别是限制了其在汽车、密闭环境中的应用。乙醛作为聚合反应的副产物，无法在聚合中完全消除，因此如何减少在低熔点聚酯纤维中乙醛的含量是生产过程的一个难点。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的低熔点聚酯纤维的低熔点聚酯起熔点高，熔融速度慢以及低熔点聚酯纤维中乙醛含量高等问题，实现大规模化的生产，提供一种低熔点聚酯纤维及其制备方法。本专利技术的低熔点聚酯纤维的为皮芯结构，皮层为低熔点聚酯，芯层为普通聚酯，制得的低熔点聚酯纤维的起熔点有所降低且熔融速度加快，在相应温度下立刻熔融，熔融效果好。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的一种低熔点聚酯纤维，为皮芯结构；所述皮芯结构中的皮层为低熔点聚酯；所述皮芯结构中的芯层为PET；所述低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙二醇链段、二甘醇链段和分子量调节剂封端基团组成；所述分子量调节剂封端基团对应的分子量调节剂具体为苯甲酸、对甲基苯甲酸或对乙基苯甲酸，或者为它们所对应的甲酯或乙酯，或者为饱和脂肪酸或其所对应的甲酯或乙酯；所述饱和脂肪酸是指碳原子数为9-30的脂肪酸；其中间苯二甲酸链段、二甘醇链段的加入破坏分子结构的规整性，从而降低熔点；分子量调节剂的加入拓宽高聚物的分子量分布，当相对分子量分布变宽时，低熔点聚酯熔体的流动温度下降，这是由于此时分子链发生相对位移的温度范围变宽，尤其是低相对分子质量组分起到了内增塑的作用，使聚酯熔体开始发生流动的温度下降，因此使低熔点聚酯能在相应的温度下迅速熔融，提高了低熔点聚酯的熔融性能。选择碳原子数为9-30的饱和脂肪酸，是因为若碳原子数过低的饱和脂肪酸的沸点偏低，缩聚时会脱出，影响其含量的稳定性；若碳原子数过高的饱和脂肪酸，其羧酸的活性下降，会影响其反应程度。所述低熔点聚酯纤维中乙醛的含量＜0.5ppm。作为优选的技术方案：如上所述的一种低熔点聚酯纤维，单丝纤度为1.5～3.0dtex，断裂强度≥3.00cn/dtex；所述皮芯结构的皮芯面积比为40～60:60～40。如上所述的一种低熔点聚酯纤维，所述低熔点聚酯的熔点在100℃～180℃之间；在升温速度为5℃/min时，在熔点以上20℃的范围内，低熔点聚酯熔融程度≥63％；所述低熔点聚酯的数均分子量为15000-35000，所述低熔点聚酯的分子量分布指数D＝2.5～4.5。所述低熔点聚酯的熔点是指其起熔点。如上所述的一种低熔点聚酯纤维，所述分子量调节剂封端基团为苯二甲酸链段摩尔数的0.01％～0.5％。苯二甲酸链段是指对苯二甲酸链段和间苯二甲酸链段。本专利技术还提供如上所述的低熔点聚酯纤维的制备方法，包括步骤：a)低熔点聚酯聚合；(1)将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇和分子量调节剂进行酯化反应；(2)然后，进行缩聚反应，制得低熔点聚酯；b)纺丝；前纺采用皮芯复合纺丝工艺，以所述低熔点聚酯为皮层，以PET为芯层；后纺采用牵伸-水洗工艺；经卷曲、切断和干燥获得低熔点聚酯纤维。水洗的目的是进一步减少乙醛的量，同时也清洗纤维表面上携带的亚硫酸钠。如上所述的一种低熔点聚酯纤维的制备方法，对苯二甲酸、间苯二甲酸、二甘醇与乙二醇的摩尔比为1:0.4～0.6:0.1～0.3:1.8～2.5；所述分子量调节剂的含量为苯二甲酸摩尔数的0.01％～0.5％。如上所述的一种低熔点聚酯纤维的制备方法，低熔点聚酯聚合的具体步骤为：(1)酯化反应；将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇和分子量调节剂配成浆料后，进行酯化反应，在氮气氛围下加压反应，加压压力为常压～0.3MPa，温度为230℃～250℃，当酯化反应中的水的馏出量达到理论值的90％以上时为酯化反应终点，得到酯化产物；(2)缩聚反应；然后，在催化剂和稳定剂的作用下，在负压的条件下开始低真空阶段的缩聚反应；该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下，温度控制在260～270℃，反应时间为30～50分钟；然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力降至绝对压力小于100Pa，反应温度控制在275～280℃，反应时间50～90分钟，制得低熔点聚酯。如上所述的一种低熔点聚酯纤维的制备方法，所述纺丝的主要工艺参数为：纺丝温度：皮层262-275℃，芯层280-288℃，纺丝速度：500-1100m/min；吹风为两道冷却环吹风；所述第一道环吹风温为50℃～80℃，环吹风风速为1.0m/s～3.0m/s；第二道环吹风温为14℃～20℃，环吹风风速为2.0m/s～4.0m/s；两道冷却环吹风间隔30～50cm；牵伸采用油浴牵伸，油浴内加入5～10wt％的亚硫酸钠，油浴的温度为65℃～75℃；水洗的温度为65℃～75℃；牵伸倍数为2.5～2.7倍；卷曲温度50-60℃，卷曲主压0.4-0.6MPa，卷曲背压0.2-0.4MPa，卷曲数8-10个/25mm，卷曲度11-13％，干燥温度为65℃～75℃，时间10min～20min。如上所述的一种低熔点聚酯纤维的制备方法，所述催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑或醋酸锑，催化剂加入量为苯二甲酸总重量的0.01％～0.05％；所述稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯或亚磷酸三甲酯，稳定剂加入量为所述苯二甲酸总重量的0.01％～0.05％。本专利技术的原理为：对于无改性组分、无支链、无分子量调节剂的普通聚酯，其分子链结构是含有苯环结构的规整的线性大分子，分子链上的官能团排列整齐、规整性好、柔性较差、结晶度高，这些特性阻碍了熔点的降低，因而熔融温度高。聚酯在酯化和缩聚反应过程中发生了一系列的副反应，产生一系列的副产物，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低熔点聚酯纤维，其特征是：所述低熔点聚酯纤维为皮芯结构；所述皮芯结构中的皮层为低熔点聚酯；所述皮芯结构中的芯层为PET；所述低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙二醇链段、二甘醇链段和分子量调节剂封端基团组成；所述分子量调节剂封端基团对应的分子量调节剂具体为苯甲酸、对甲基苯甲酸或对乙基苯甲酸，或者为它们所对应的甲酯或乙酯，或者为饱和脂肪酸或其所对应的甲酯或乙酯；所述饱和脂肪酸是指碳原子数为9‑30的脂肪酸；所述低熔点聚酯纤维中乙醛的含量＜0.5ppm。

【技术特征摘要】
1.一种低熔点聚酯纤维，其特征是：所述低熔点聚酯纤维为皮芯结构；所述皮芯结构中的皮层为低熔点聚酯；所述皮芯结构中的芯层为PET；所述低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙二醇链段、二甘醇链段和分子量调节剂封端基团组成；所述分子量调节剂封端基团对应的分子量调节剂具体为苯甲酸、对甲基苯甲酸或对乙基苯甲酸，或者为它们所对应的甲酯或乙酯，或者为饱和脂肪酸或其所对应的甲酯或乙酯；所述饱和脂肪酸是指碳原子数为9-30的脂肪酸；所述低熔点聚酯纤维中乙醛的含量＜0.5ppm。2.根据权利要求1所述的一种低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述低熔点聚酯纤维的单丝纤度为1.5～3.0dtex，断裂强度≥3.00cN/dtex；所述皮芯结构的皮芯面积比为40～60:60～40。3.根据权利要求1所述的一种低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述低熔点聚酯的熔点在100℃～180℃之间；在升温速度为5℃/min，在熔点以上20℃的范围内时，低熔点聚酯熔融程度≥63％；所述低熔点聚酯的数均分子量为15000-35000，所述低熔点聚酯的分子量分布指数D＝2.5～4.5。4.根据权利要求1所述的一种低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述分子量调节剂封端基团为苯二甲酸链段摩尔数的0.01％～0.5％。5.如权利要求1-4任一所述的低熔点聚酯纤维的制备方法，其特征是：包括步骤：a)低熔点聚酯聚合；(1)将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇和分子量调节剂进行酯化反应；(2)然后，进行缩聚反应，制得低熔点聚酯；b)纺丝；前纺采用皮芯复合纺丝工艺，以所述低熔点聚酯为皮层，以PET为芯层；后纺采用牵伸-水洗工艺；经卷曲、切断和干燥获得低熔点聚酯纤维。6.根据权利要求5所述的一种低熔点聚酯纤维的制备方法，其特征在于，对苯二甲酸、间苯二甲酸、二甘醇与乙二醇的摩尔比为1:0.4～0.6:0.1～0.3:1.8～2.5；所述分子量调节剂的含量为苯二甲酸摩尔数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高国，詹勇，余小平，
申请(专利权)人：扬州富威尔复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32